《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》是江蘇愛吉斯海珠機械有限公司於2008年2月20日申請的專利，該專利的申請號為2008100206723，公布號為CN101235761A，授權公布日為2008年8月6日，發明人是王明泉、張順先、韋斌、高金剛。
《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》公開了遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質，該氣缸套的特徵是在氣缸套的內表面(7)的上端位於燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環(14)；該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9～3.1、Si1.8～2.2、Mn0.7～0.9、P0.1～0.15、S0.01～0.04、Mo0.3～0.5、Cu0.7～0.9、Ni0.3～0.4、Cr0.25～0.45、Sb0.2～0.5、Ti0.035～0.045、Fe90.815～92.705。
2015年12月1日，《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》獲第九屆江蘇省專利項目優秀獎。
（概述圖為《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質
- 公布號：2008100206723
- 授權日：2008年8月6日
- 申請號：CN101235761A
- 申請日：2008年2月20日
- 申請人：江蘇愛吉斯海珠機械有限公司
- 地址：江蘇省淮安市洪澤縣大慶北路20號
- 發明人：王明泉、張順先、韋斌、高金剛
- 代理機構：淮安市科翔專利商標事務所
- 代理人：韓曉斌
- 類別：發明專利
- Int.Cl.：F02F1/16（2003.01）
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
氣缸套是發動機的心臟部件，其內表面與活塞頂部、活塞環、氣缸蓋底面一起構成了發動機的燃燒室，並引導活塞的往復直線運動。氣缸內表面既是裝配表面又是工作表面，其加工質量的優劣直接影響到發動機的裝配性能和使用性能。2008年2月前，中國國內遠洋船舶發動機氣缸套存在以下問題：①中國國內產業加工水平低，缸套內壁採用普通珩磨網紋，潤滑和減摩效果較差，缸套使用壽命短，發動機能耗高，排放超標；②發動機在工作時作功過程中燃燒室的工作溫度達1000℃以上，熔熾磨損極易產生積碳，造成磨粒磨損，缸套產生的早磨縮短了缸套的使用壽命，嚴重加大了價格十分昂貴的遠洋船舶發動機氣缸套的維修費用；③2008年2月前已有遠洋船舶發動機氣缸套大多數以高磷鑄鐵、硼鑄鐵、釩鈦鑄鐵、低合金鑄鐵等為材質，雖然在配方中也採用了一些合金元素，但材料的綜合力學性能低，強度和硬度低，耐磨性能差，產品壽命短，難以滿足遠洋船舶發動機的需求；另一方面船用柴油機長時間在海洋環境中遠行，零件易被穴蝕，要求氣缸套耐穴蝕性能好、精度高、振動小，2008年2月前已有的氣缸套材質尚不能完全滿足要求。
發明內容
專利目的
《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》提供一種遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質，採用該發明的氣缸套材質製造氣缸套，改善氣缸套的機械性能和金相組織，增強耐磨性，加大儲油性能，提高發動機使用性能，延長使用壽命，降低能源消耗，尾氣達標排放減少污染保護環境。
技術方案
《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》在氣缸套的上端面與下端面之間的缸套外壁上依次有支承肩、上水套壁、上支承面、下水套壁、下支承面、下腰帶和裙部，在臨近氣缸套上端面的外壁處設支承肩，在支承肩下方的氣缸套外壁上間隔設上支承面和下支承面形成上水套壁和下水套壁，在下支承面的下方的氣缸套外壁上設下腰帶和裙部，裙部靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內表面上分布平台網紋，所述的平台網紋由小平台和深溝槽組成，其特徵在於：在氣缸套的內表面的上端位於燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環。
該發明的遠洋船舶發動機氣缸套，在下腰帶上設一組封水槽，封水槽內安裝O型密封圈。
該發明的氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9～3.1、Si1.8～2.2、Mn0.7～0.9、P0.1～0.15、S0.01～0.04、Mo0.3～0.5、Cu0.7～0.9、Ni0.3～0.4、Cr0.25～0.45、Sb0.2～0.5、Ti0.035～0.045、Fe90.815～92.705。
該發明的氣缸套的合成方法是：首先合金按比例配料且熔煉；然後依傳統工藝進行澆注、粗加工、精加工等工序。
改善效果
《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》具有以下優點：
1、在該燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環，可以克服熔熾磨損產生的積碳，延長氣缸套使用壽命，增強了遠洋船舶發動機的安全性；
2、加入適量的Sb可明顯減小石墨尺寸。因Sb具有阻礙碳原子擴散的功能，其石墨為均勻分布的細片狀A型石墨。Sb熔化潛熱較大，加入Sb時將會引起鐵水微區溫度起伏，溫度起伏能夠促使石墨核心增加。在液態時，Sb與Fe之間具有良好的潤濕性，附著力很大。因此，Sb與Fe將形成FeSb2等金屬間化合物。隨著結晶溫度的下降，Sb沿奧氏體-熔體界面優先聚集，從而促使石墨核心的生成。由於Sb與Fe的原子半徑相差較大，是Fe的1.38倍，Sb要分布在Fe的近程有序結構中，會引起較大的畸變。所以Sb最有利的分布位置是在原子排列混亂的地方，即石墨的周圍。由於Sb在石墨周圍的富集，影響了界面前沿碳原子的擴散速度和在石墨上的沉積速度，從而阻礙石墨生長，形成較為均勻分布的A型細片狀石墨。在氣缸套材料成分中加入Sb元素有效的增強金相組織的緻密性，顯著地增強了機械性能，提高了硬度和抗拉強度，增強了耐磨性和抗穴蝕性能，延長了氣缸套的使用壽命；
3、運用先進的合金化技術，以高合金鑄鐵為缸套材料，改善材料的顯微組織和表面狀態，提高缸套材料的力學性能、耐磨性和耐腐蝕性能；
4、採用平台網紋技術，改善氣缸套的內表面在運行過程中的潤滑效果，提高缸套使用壽命。
附圖說明
圖1為《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》的結構示意圖。
圖2為圖1的平台網紋示意圖。
圖中：1.支承肩上端面，2.支承肩，3.支承肩下端面，4.上水套壁，5.上支承面，6.下水套壁，7.內表面，8.平台網紋，9.下支承面，10.下腰帶，11.封水槽，12.O型密封圈，13.裙部，14.耐高溫環，15.小平台，16.深溝槽。
權利要求
1.遠洋船舶發動機氣缸套，在氣缸套的上端面與下端面（3）之間的缸套外壁上依次有支承肩（2）、上水套壁（4）、上支承面（5）、下水套壁（6）、下支承面（9）、下腰帶（10）和裙部（13），在臨近氣缸套上端面的外壁處設支承肩（2），在支承肩（2）下方的氣缸套外壁上間隔設上支承面（5）和下支承面（9）形成上水套壁（4）和下水套壁（6），在下支承面（9）的下方的氣缸套外壁上設下腰帶（10）和裙部（13），裙部（13）靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內表面（7）上分布平台網紋（8），所述的平台網紋（8）由小平台（15）和深溝槽（16）組成，在氣缸套的內表面（7）的上端位於燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環（14），在下腰帶（10）上設一組封水槽（11），封水槽（11）內安裝0型密封圈（12）；其特徵在於該發動機氣缸套的氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9～3.1、Si1.8～2.2、Mn0.7～0.9、P0.1～0.15、S0.01~0.04、Mo0.3~0.5、Cu0.7~0.9、Ni0.3~0.4、Cr0.25~0.45、Sb0.2~0.5、Ti0.035~0.045、Fe90.815～92.705。
實施方式
如圖1、2所示，在氣缸套的上端面與下端面之間的缸套外壁上依次有支承肩2、上水套壁4、上支承面5、下水套壁6、下支承面9、下腰帶10和裙部13，在臨近氣缸套上端面的外壁處設支承肩2，在支承肩2下方的氣缸套外壁上間隔設上支承面5和下支承面9形成上水套壁4和下水套壁6，在下支承面9的下方的氣缸套外壁上設下腰帶10和裙部13，裙部13靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內表面7上分布平台網紋8，所述的平台網紋8由小平台15和深溝槽16組成，其特徵在於：在氣缸套的內表面7的上端位於燃燒室部位鑲入式安裝耐高溫環14。
《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》的遠洋船舶發動機氣缸套，在下腰帶10上設一組封水槽11，封水槽11內安裝O型密封圈12。
該發明的氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9～3.1、Si1.8～2.2、Mn0.7～0.9、P0.1～0.15、S0.01～0.04、Mo0.3～0.5、Cu0.7～0.9、Ni0.3～0.4、Cr0.25～0.45、Sb0.2～0.5、Ti0.035～0.045、Fe90.815～92.705。
實例1
首先按重量百分比配料：C2.9、Si1.8、Mn0.7、P0.1、S0.01、Mo0.3、Cu0.7、Ni0.3、Cr0.25、Sb0.2、Ti0.035、Fe90.815；然後熔煉配料依傳統工藝進行澆注粗加工等工序製得氣缸套。該氣缸套硬度340HB，抗拉強度270Mpa，A型石墨75％，石墨裸露率40％。
實例2
首先按重量百分比配料：C3.0、Si2.0、Mn0.8、P0.25、S0.025、Mo0.4、Cu0.8、Ni0.35、Cr0.35、Sb0.35、Ti0.04、Fe91.76；然後熔煉配料依傳統工藝進行澆注粗加工等工序製得氣缸套。該氣缸套硬度260HB，抗拉強度280Mpa，A型石墨76％，石墨裸露率45％。
實例3
首先按重量百分比配料：C3.1、Si2.2、Mn0.9、P0.15、S0.04、Mo0.5、Cu0.9、Ni0.4、Cr0.45、Sb0.5、Ti0.045、Fe92.705；然後熔煉配料依傳統工藝進行澆注粗加工等工序製得氣缸套。該氣缸套硬度270HB，抗拉強度290Mpa，A型石墨80％，石墨裸露率50％。
榮譽表彰
2015年12月1日，《遠洋船舶發動機氣缸套及其氣缸套材質》獲第九屆江蘇省專利項目優秀獎。
